\section{凸透镜的应用}\label{sec:1-8}

\xiaobiaoti{凸透镜成像的几种情况}
从上一节的实验，我们可以得到如图 \ref{fig:1-27} 所示的凸透镜成像的情况。

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.6\textwidth]{../pic/czwl2-ch1-27}
    \caption{凸透镜成像}\label{fig:1-27}
\end{figure}

物体在凸透镜的焦点以外的时候，在透镜另一侧的光屏上总能得到倒立的实像，并且物距越小，像就越大，像距也越大。
当 $u > 2f$ 时，像是缩小的，$f < v < 2f$ （图 \ref{fig:1-27} 甲）；
当 $2f > u > f$ 时，像是放大的，$v > 2f$（图 \ref{fig:1-27} 乙）。

物体在凸透镜的焦点以内的时候，在透镜的另一侧得不到物体的实像，
透过透镜可以看到正立、放大的像（图 \ref{fig:1-27} 丙）。
这个像跟平面镜成像相似，不是物体上各点发出的光实际会聚成的，所以是虚像。

\xiaobiaoti{照相机} 当 $u > 2f$ 时，凸透镜能够成缩小的实像，照相机就是利用这种现象来拍摄照片的。

\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \includegraphics[width=0.6\textwidth]{../pic/czwl2-ch1-28}
    \caption{照相机示意图}\label{fig:1-28}
\end{figure}

照相机（图 \ref{fig:1-28}）的前部有一个镜头，通常是由一组透镜组成的，它的作用相当于一个凸透镜。
镜头后面是暗箱，照相的感光胶片就装在暗箱的底部。选定了被照景物和照相的位置后，
调节暗箱的长度，也就是调节镜头的位置，使胶片上得到被照景物的清晰的倒立、缩小的实像。
胶片上的感光物质受到形成实像的光的照射，发生了化学变化，经过处理就得到底片，
然后由底片就可以得到照片。


\xiaobiaoti{幻灯机} 当 $2f > u > f$ 时，凸透镜能够成放大的实像，幻灯机就是利用这种现象，
把幻灯片上景物的像投射到银幕上的。

\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \begin{minipage}{9cm}
    \centering
    \includegraphics[width=8.5cm]{../pic/czwl2-ch1-29}
    \caption{幻灯机示意图}\label{fig:1-29}
    \end{minipage}
    \qquad
    \begin{minipage}{6cm}
    \centering
    \includegraphics[width=4cm]{../pic/czwl2-ch1-30}
    \caption{放大镜}\label{fig:1-30}
    \end{minipage}
\end{figure}


图 \ref{fig:1-29} 是幻灯机的示意图。它前部的镜头相当于一个凸透镜，透明的幻灯片插在凸透镜后面比焦点略微远些的地方。
幻灯片后面是聚光镜，再后面是很强的光源和反光镜。光源发出的光和反光镜反射的光，经过聚光镜强烈地照亮幻灯片，
前后调整镜头的位置，银幕上就会出现幻灯片上景物的倒立、放大的实像。
我们要看到正立的像，只要把幻灯片倒过来插就行了。

\xiaobiaoti{放大镜} 当 $u < f$ 时，凸透镜能够成放大的虚像，放大镜就是利用这种现象来观察物体的。

使用放大镜的时候，必须把要观察的物体放在焦点以内才能看到正立、放大的虚像（图 \ref{fig:1-30}）。



\section*{阅读材料：电影}

\begin{wrapfigure}[29]{r}{6.5cm}
    \centering
    \includegraphics[width=5.5cm]{../pic/czwl2-ch1-31}
    \caption{电影片}\label{fig:1-31}
\end{wrapfigure}


电影放映机的构造相当复杂，但是它的投影原理跟幻灯机差不多，
也是利用相当于凸透镜的镜头把电影片上景物的像射到银幕上的。
不同的是，电影的画面是活动的。

\begin{enhancedline}
电影片上有一连串的照片。这些照片是对活动的景物每隔了 $\dfrac{1}{24}$ 秒拍一张拍摄下来的，
也就是说，一秒钟内要依次拍摄 24 张照片。因此，后一张跟前一张的景物的变化相差很小。
例如，拍摄体操运动员 6 ～ 7 秒钟内完的一个动作，在电影片上就留下了一百多张连续的照片。
图 \ref{fig:1-31} 是从这个过程中选出来的几个画面。
放映时，用电动机带动电影片，使它上面的照片依次从镜头后面通过，每秒钟通过 24 张。
每张照片都要在镜头后面停顿大约 0.04 秒的时间，它的放大的实像也在银幕上停留相同的时间。
在换照片的时候，电影放映机上有一个特殊的装置把镜头遮住，使银幕暂时黑暗。
但是我们看电影的时候，却觉得银幕上总有像，并且像中的景物是连续活动的，这是为什么呢？
\end{enhancedline}

这是因为人的视觉有一种叫做视觉暂留的特性，就是外界的景物消失以后，视神经对它的印象还会保留 0.1 秒的时间。
在黑暗中，迅速地移动一支点燃着的香，会看到香的亮点变成了一条亮线，就是由于视觉暂留。
放电影时，银幕上相继出现的像相隔的时间（也就是银幕黑暗的时间）不到 0.01 秒，并且它们上面的景物变化很小，
由于视觉暂留的缘故，我们就觉得像是连续活动的了。

通常，我们看的电影，银幕上的景物活动的情况跟实际上的快慢程度是一致的。
这是因为拍摄电影跟放映电影的速度相同，即拍摄时每秒拍 24 张，放映时也是每秒放 24 张。
如果拍摄时加快拍摄速度，例如每秒拍 3900 张，而放映时仍每秒放 24 张，那么银幕上的动作就会比实际的慢一百六十多倍。
实际的动作在电影里就是慢悠悠的了。这就是电影里的慢镜头。
相反，如果放慢拍摄速度，而按正常速度放映，结果银幕上的动作就会比实际的快。
实际的动作是很缓慢的，在电影里却是刹那间完成了。这就是电影里的快镜头。

电影的快、慢镜头，不但在一般的电影里被用来达到一定的艺术效果，在科学研究上也很重要。
例如，使用慢镜头可以更仔细地观察一个物体的运动。

电影不但丰富了我们的文化生活，而且能能够把各种活动情况有声有色地记录下来。
因此，电影是一种很好的记录工具。



\lianxi

(1) 有经验的渔民在叉鱼的时候，不把叉对准所看到的鱼的位置，而是对着稍低于所看到的鱼的位置叉去，才能叉到鱼。为什么？

(2) 图 \ref{fig:1-32} 中画出了光通过透镜前后的方向，在图中填上适当类型的透镜。

\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \includegraphics[width=0.6\textwidth]{../pic/czwl2-ch1-32}
    \caption{}\label{fig:1-32}
\end{figure}

(3) 有两个凸透镜，要想使一束跟它们的主轴平行的光通过它们后仍平行射出，这两个凸透镜应当怎样放置？
画出这一束光通过这两个凸透镜的情况。

(4) 用镜头焦距一定的照相机照相，想使照片上的人像大一些，照相机应该离被照的人近一些，还是远一些？

(5) 放映幻灯的时候，想使银幕上的像大一些，应该使幻灯机离银幕近一些，还是远一些？

